【60天冲刺】2012年高考二轮三轮总复习专题学案课件第3单元-电场和磁场专题(广东专用).ppt

第三单元电场和磁场 第三单元 知识网络构建 第三单元 考情分析预测 电场和磁场是中学物理的重要内容 带电粒子在电场和磁场中的运动一般与直线运动 牛顿运动定律 圆周运动及功能关系等规律综合考查 带电粒子在场中的运动可以从动力学角度分析 也可以从功和能的角度分析 具有综合性强 难度较大的特点 电场专题的主要考点包括电场的力的性质 库仑定律 电场强度 用电场线描述电场 电场的能的性质 电势 电势差 用等势面描述电场 电场力做功 电势能 及电场知识的应用 电容的概念 带电粒子在电场中的加速 带电粒子在匀强电场中的偏转 等 第三单元 考情分析预测 磁场专题的主要考点包括磁场的性质 磁感应强度 用磁感线描述磁场 洛伦兹力和安培力的特点 带电粒子在磁场中的运动及应用等 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动是本专题的重点之一 涉及的知识点主要是由洛伦兹力提供向心力及匀速圆周运动的有关知识 该内容与平面几何联系紧密 确定粒子运动的径迹 应先画出粒子的运动轨迹图 然后确定圆心及半径 本单元的考查重点是 1 通过带电粒子在电场中的运动 受力 功能变化考查静电场的产生及对静电场的性质的理解 包括作为电场的力的性质的物理量的电场强度和作为电场的能的性质的物理量的电势 要点是带电粒子的加速与偏转 2 考查带电粒子在匀强磁场或复合场中的圆周运动 要点是磁场在近代科技中的应用 如质谱仪 回旋加速器 磁流体发电机等 第三单元 考情分析预测 预测2012年广东高考涉及电场和磁场的考题主要表现为以下几种形式 1 以带电粒子运动轨迹与电场线或等势线间的关系判断电场的力的性质 能的性质或粒子的能量变化 题型为选择题 2 带电粒子在电场中的加速和偏转联系社会生活 生产实际和近代科技 题型为选择题或计算题 3 带电粒子在有界匀强磁场或复合场中的运动 题型为计算题 第三单元 近年高考纵览 第三单元 近年高考纵览 第三单元 近年高考纵览 专题九电场 专题九电场 专题九 主干知识整合 专题九 主干知识整合 专题九 主干知识整合 专题九 主干知识整合 专题九 主干知识整合 专题九 主干知识整合 专题九 主干知识整合 专题九 主干知识整合 专题九 主干知识整合 专题九 主干知识整合 专题九 主干知识整合 专题九 要点热点探究 探究点一电场的力的性质和能的性质 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 点评 本题考查了电场 电场线 电势 电势能等知识点 分析选项C时 应明确带电粒子轨迹与电场线重合的条件 即必须同时满足 电场线是直线 带电粒子初速度为零或初速度方向与电场线在一直线上 只受电场力作用 下面的变式题则主要考查带电粒子在电场中的轨迹问题 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 探究点二带电粒子在电场中的加速与偏转 专题九 要点热点探究 2 带电粒子在电场中的偏转 1 带电粒子在一般电场中的偏转 带电粒子做变速曲线运动 其轨迹总位于电场力方向和速度方向的夹角之间 且向电场力的方向偏转 2 带电粒子在匀强电场中的偏转 带电粒子 不计重力 以某一初速度垂直于匀强电场方向进入匀强电场区域 粒子做匀变速曲线运动 属于类平抛运动 要应用运动的合成与分解的方法求解 同时要注意 明确电场力方向 确定带电粒子到底向哪个方向偏转 借助画出的运动示意图寻找几何关系或题目中的隐含关系 带电粒子在电场中的运动可从动力学 能量等多个角度来分析和求解 专题九 要点热点探究 例2 2011 安徽卷 如图3 9 3甲所示 两平行正对的金属板A B间加有如图乙所示的交变电压 一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处 若在t0时刻释放该粒子 粒子会时而向A板运动 时而向B板运动 并最终打在A板上 则t0可能属于的时间段是 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 点评 带电粒子在板间做匀变速直线运动 因两板间电势差周期性变化 粒子加速度随之周期性变化 带电粒子的运动随释放粒子的时刻不同而变化 借助速度 时间图象可通过分析几个特殊时刻释放的粒子的运动快速解题 例2是带电粒子在电场中的直线运动问题 变式题则是带电粒子在电场中的偏转问题 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 探究点三带电体在重力场和电场中的运动 带电体在电场中运动时 如果重力远小于电场力 则其重力可忽略不计 如电子 质子 正负离子等微观粒子 但带电液滴 带电尘埃等带电体的重力一般不能忽略 带电体在重力场和电场构成的复合场中的运动形式多样 可能做直线运动 一般曲线运动 圆周运动等 研究对象可能为单个物体 也可能是多个物体组成的系统 研究方法与力学综合题的分析方法相近 因涉及电场力做功和电势能的变化问题 其机械能不再守恒 但机械能和电势能之和可能守恒 一般应用牛顿运动定律 运动学规律 动能定理和能量守恒定律求解 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 变式题1 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 变式题2 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 要点热点探究 专题九 教师备用习题 备选理由 本题综合考查了电场的性质 点电荷的电场特点 电势与等势线及电场线之间的关系 电场力做功与电势能的关系 对巩固电场概念具有较好的效果 如图所示 一簇电场线的分布关于y轴对称 电场方向如图中箭头所示 O是坐标原点 M N P Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点 其中M N在y轴上 Q点在x轴上 则 专题九 教师备用习题 A M点的电势比P点的电势高B 一正电荷在O点时的电势能小于在Q点时的电势能C O M间的电势差小于N O间的电势差D 将一负电荷由M点移到P点 电场力做正功 专题九 教师备用习题 解析 CD以电场线的交点为圆心 分别作出过M P点的圆弧 圆弧为电势不同的等势面 可知M点的电势比P点的电势低 选项A错误 由W qU 可判出选项D正确 由图 O点的电势高于Q点的电势 故正电荷在O点时的电势能大于在Q点时的电势能 选项B错误 O M间的平均电场强度小于N O间的平均电场强度 由U Ed 故选项C正确 专题十磁场 专题十磁场 专题十 主干知识整合 一 三种场力的综合比较 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 专题十 主干知识整合 四 带电粒子 质点 在复合场或组合场中的运动1 带电质点 考虑重力 在复合场中的运动 1 复合场指重力场 电场和磁场三者或其中任意两者共存于同一区域的场 组合场指电场与磁场同时存在 但不重叠出现在同一区域的情况 带电质点在复合场或组合场中的运动 包括平衡 说到底仍然是一个力学问题 只要掌握好不同的场对带电体作用力的特点 从分析带电体的受力情况和运动情况着手 充分发掘隐含条件 建立清晰的物理情景 最终把物理模型转化成数学表达式 即可求解 专题十 主干知识整合 2 解决复合场或组合场中带电质点运动的问题可从以下两个方面入手 动力学观点 牛顿运动定律和运动学方程 能量观点 动能定理和机械能守恒定律或能量守恒定律 2 带电粒子 不计重力 在复合场中的运动 1 带电粒子在复合场中只受电场力和洛伦兹力的作用 电场力的方向由电性和电场方向共同决定 洛伦兹力方向要用左手定则准确判断 2 带电粒子与在组合场中的运动问题 往往是由粒子在电场和磁场中的两个运动 连接 而成 因此对粒子经过连接点的速度大小和方向的分析是衔接两个运动的关键 一般是解题的突破口 3 对称性 是带电粒子在复合场中运动问题经常呈现的一个特点 成为解题的另一突破口 专题十 要点热点探究 探究点一磁场对通电导线的作用力 例1 2011 课标全国卷 电磁轨道炮工作原理如图3 10 1所示 待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动 并与轨道保持良好接触 电流I从一条轨道流入 通过导电弹体后从另一条轨道流回 轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场 可视为匀强磁场 磁感应强度的大小与I成正比 通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出 现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍 理论上可采用的办法是 专题十 要点热点探究 A 只将轨道长度L变为原来的2倍B 只将电流I增加至原来的2倍C 只将弹体质量减至原来的一半D 将弹体质量减至原来的一半 轨道长度L变为原来的2倍 其他量不变 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 点评 本题以近代科技在国防中的应用为背景考查通电导体在磁场中的运动问题 可应用动能定理分析电磁炮射出时的速度与电流 质量及轨道长度的关系 明确磁感应强度随电流的变化关系是解题的关键 专题十 要点热点探究 变式题 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 探究点二带电粒子在磁场中的运动 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 1 速度大小 2 速度方向与y轴正方向夹角的正弦 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 高考命题者说 本题考查考生运用带电粒子在磁场中运动的规律综合分析解决问题的能力 解决问题的关键是要找到最后离开磁场的粒子也是在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹 试题中 从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一 的叙述给出了在磁场中运动时间最长的粒子的运动时间 经过分析 粒子运动的半径满足题给的条件且是四分之一圆弧的轨迹只能是与磁场的上边界相切的一段圆弧 画出其运动轨迹 就可以利用图中的几何关系求解 专题十 要点热点探究 本题对考生的分析能力要求较高 试题抽样统计难度为0 134 区分度为0 603 有41 的考生得0分 41 的考生得4分 5 的考生得6分 引自教育部考试中心2011课程标准实验 高考理科试题分析 第158页 专题十 要点热点探究 探究点三带电粒子在复合场中的运动问题 1 复合场是指在空间某一区域内同时存在着重力场 电场 磁场中的两种场或三种场的情况 常见的复合场有电场与重力场 磁场与电场 磁场与电场及重力场等 2 带电粒子在复合场中常见的运动形式 1 当带电粒子在复合场中所受合力为零时 粒子处于静止或匀速直线运动状态 2 当带电粒子所受合力提供向心力时 粒子做匀速圆周运动 专题十 要点热点探究 3 当带电粒子所受合力变化且速度方向不在一条直线上时 粒子做非匀变速曲线运动 如果做曲线运动 则需要根据功能关系求解 需要注意的是这种情况下要把握住洛伦兹力不做功这一特点 3 几种典型的复合场实例 速度选择器 质谱仪等 4 带电粒子在复合场中的运动问题的处理方法带电粒子在复合场中的运动问题是电磁学知识和力学知识的综合应用 分析方法和力学问题的分析方法基本相同 可利用动力学观点 能量观点来分析 不同之处是多了电场力 洛伦兹力 专题十 要点热点探究 例3如图3 10 4所示 在平面坐标系xOy内 第 象限内存在沿y轴正方向的匀强电场 电场强度大小为E 第 IV象限内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场 一带正电的粒子从第III象限中的Q点 2L L 以速度v0沿x轴正方向射出 恰好从坐标原点O进入磁场 然后又从y轴上的P 0 2L 点射出磁场 不计粒子重力 求 1 粒子在磁场中做圆周运动的半径r 2 粒子的比荷和磁场的磁感应强度大小B 3 粒子从Q点出发运动到P点的时间t 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 专题十 要点热点探究 点评